JP5065459B2 - Developing device and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、2成分現像剤を用いる現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device using a two-component developer and an image forming apparatus including the developing device.
近年、フルカラー化や高画質化に対応した電子写真方式の画像形成装置には、トナーの帯電安定性に優れる2成分現像剤(以下、単に「現像剤」という)が広く使用されている。
この現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置の現像剤槽内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。
現像装置において、帯電したトナーは、現像ローラの表面に供給され、静電的吸引力によって現像ローラから感光体ドラムの表面に形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。
2. Description of the Related Art In recent years, two-component developers (hereinafter simply referred to as “developers”) that are excellent in toner charging stability have been widely used in electrophotographic image forming apparatuses compatible with full color and high image quality.
The developer is composed of toner and carrier, and the toner and the carrier are rubbed by stirring them in the developer tank of the developing device, and a properly charged toner is obtained by this friction.
In the developing device, the charged toner is supplied to the surface of the developing roller, and is moved from the developing roller to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum by electrostatic attraction force. As a result, a toner image based on the electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum.
さらに、最近では、画像形成装置の高速化および小型化が要求されており、それに伴って現像剤の帯電を迅速かつ充分に行うと共に、現像剤の搬送を迅速に行うことが必要となっている。
そのため、従来技術1として、現像剤槽内に設けられた仕切り板によって区画された第1および第2現像剤搬送路と、第1現像剤搬送路と第2現像剤搬送路とを両端側で連通させる第1および第2連通路と、第1および第2現像剤搬送路内に配置されて相互に逆方向に現像剤を搬送する第1および第2オーガスクリューとを備えた循環方式の現像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Furthermore, recently, there has been a demand for speeding up and downsizing of an image forming apparatus, and accordingly, it is necessary to quickly and sufficiently charge the developer and to quickly transport the developer. .
Therefore, as the
この現像装置において、第1現像剤搬送路内の現像剤は、第1オーガスクリューによって第1現像剤搬送路の最下流側の現像剤槽内壁まで搬送され、上流側から搬送されてきた現像剤からの圧力によって第1連通路側へ押し出されて第2現像剤搬送路へ移動する。
一方、第2現像剤搬送路内の現像剤は、第2オーガスクリューによって第2現像剤搬送路の最下流側の現像剤槽内壁まで搬送され、上流側から搬送されてきた現像剤からの圧力によって第2連通路側へ押し出されて第1現像剤搬送路へ移動する。
このようにして現像剤は第1現像剤搬送路と第2現像剤搬送路の間で循環する。
In this developing device, the developer in the first developer transport path is transported by the first auger screw to the innermost developer tank inner wall of the first developer transport path and transported from the upstream side. It is pushed out by the pressure from the first communication path side and moves to the second developer conveyance path.
On the other hand, the developer in the second developer conveyance path is conveyed by the second auger screw to the inner wall of the developer tank on the most downstream side of the second developer conveyance path, and the pressure from the developer conveyed from the upstream side. Is pushed to the second communication path side and moves to the first developer conveyance path.
In this way, the developer circulates between the first developer transport path and the second developer transport path.
また、従来技術2として、第1および第2オーガスクリューの螺旋羽根において、現像剤の搬送方向下流側の端部の螺旋方向が逆向きとなっていること以外は、従来技術1と同様の循環方式の現像装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
この現像装置において、第1現像剤搬送路内の現像剤は、第1オーガスクリューの螺旋方向が逆向きの螺旋羽根まで搬送され、第1現像剤搬送路の上流側から搬送されてきた現像剤との間で生じる圧力によって第1連通路側へ押し出されて第2現像剤搬送路へ移動する。
一方、第2現像剤搬送路内の現像剤は、第2オーガスクリューの螺旋方向が逆向きの螺旋羽根まで搬送され、第2現像剤搬送路の上流側から搬送されてきた現像剤との間で生じる圧力によって第2連通路側へ押し出されて第1現像剤搬送路へ移動する。
このようにして現像剤は第1現像剤搬送路と第2現像剤搬送路の間で循環する。
Further, as
In this developing device, the developer in the first developer transport path is transported to the spiral blades whose spiral direction of the first auger screw is opposite and transported from the upstream side of the first developer transport path. Is pushed to the first communication path side by the pressure generated between the first developer path and the second developer transport path.
On the other hand, the developer in the second developer transport path is transported to the spiral blades whose spiral direction of the second auger screw is opposite to the developer transported from the upstream side of the second developer transport path. It is pushed out to the second communication path side by the pressure generated in step, and moves to the first developer conveyance path.
In this way, the developer circulates between the first developer transport path and the second developer transport path.
しかしながら、従来技術1および従来技術2の現像装置の場合、オーガスクリューの下流側端部の連通路を臨む位置で、現像剤は進行方向に急激な圧力を受けると共に、圧縮された状態でせん断力を受けることになる。
そして、ストレスによる発熱およびせん断力によって、トナー外添剤である流動性向上剤がトナーを構成する樹脂粒子内に埋没してしまい、それによって現像剤の流動性が極端に低下し、現像剤の搬送が困難になる現象が発生する。
その結果、十分な量の現像剤が現像ローラを介して感光体ドラムに供給され難くなり、記録媒体に印刷された画像の濃度が低下するという問題が生じる。
However, in the case of the developing devices of the
Then, due to heat generation and shearing force due to stress, the fluidity improver that is the toner external additive is buried in the resin particles constituting the toner, thereby drastically reducing the developer fluidity. A phenomenon that makes it difficult to transport occurs.
As a result, it becomes difficult for a sufficient amount of developer to be supplied to the photosensitive drum via the developing roller, causing a problem that the density of the image printed on the recording medium is lowered.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、循環搬送時における現像剤の急激な圧力上昇を抑えて、現像剤へのストレスを低減し、画像濃度の低下を抑制することができる現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and suppresses a rapid pressure increase of the developer during circulation conveyance, thereby reducing stress on the developer and suppressing a decrease in image density. An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus including the developing device.
かくして、本発明によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムを備えた電子写真方式の画像形成装置に装着される現像装置であって、
トナーとキャリアとを含む現像剤が収容される現像剤槽と、該現像剤槽内にトナーを補給するためのトナー補給口と、前記現像剤槽内に設けられ現像剤を担持した状態で回転しながら静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを供給するための現像ローラと、前記現像剤槽内のトナーが補給される位置と前記現像ローラとの間に設けられた現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に回転可能に設けられて現像剤搬送路内の現像剤を前記現像ローラへ搬送する現像剤搬送螺旋部材とを備え、
前記現像剤搬送路は、前記現像ローラの軸心方向と平行な仕切り壁によって区画された前記トナー補給口側の第1現像剤搬送路と現像ローラ側の第2現像剤搬送路、および第1現像剤搬送路と第2現像剤搬送路とを前記軸心方向の両側で連通させる一対の連通路を有してなり、
前記現像剤搬送螺旋部材は、第1現像剤搬送路内に配置された第1現像剤搬送螺旋部材と、第2現像剤搬送路内に配置された第2現像剤搬送螺旋部材とを有し、
第1および第2現像剤搬送螺旋部材は、回転軸と、該回転軸の外周面に固定された螺旋羽根とを有すると共に、第1および第2現像剤搬送螺旋部材のうちの少なくとも一方は、前記回転軸の少なくとも一端に設けられた端部羽根をさらに有し、
前記端部羽根は、前記回転軸の外周面に固定された螺旋羽根部と、該螺旋羽根部の外周部に固定された周方向攪拌板部とを有してなり、
第1および第2現像剤搬送路内で第1および第2現像剤搬送螺旋部材によって現像剤を相互に逆方向に搬送し、かつ現像剤を第1および第2現像剤搬送路の間で循環させるように構成され、
前記螺旋羽根部は、前記回転軸の長手方向の中間部に向かうにつれて徐々に拡径しており、
前記周方向攪拌板部は、回転軸方向に長い板材が螺旋羽根部の外周部に1枚以上固定されてなり、前記回転軸の中間部に向かうにつれて前記板材の半径方向の幅が徐々に狭くなっている現像装置が提供される。
Thus, according to the present invention, there is provided a developing device attached to an electrophotographic image forming apparatus including a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed.
A developer tank containing a developer containing toner and a carrier, a toner replenishing port for replenishing toner in the developer tank, and a developer tank provided in the developer tank and rotating in a state of carrying the developer. A developing roller for supplying toner to the surface of the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed, and a development provided between the developing roller and a position in the developer tank where the toner is supplied. A developer transport path, and a developer transport spiral member that is rotatably provided in the developer transport path and transports the developer in the developer transport path to the developing roller,
The developer conveying path includes a first developer conveying path on the toner supply port side, a second developer conveying path on the developing roller side, and a first developer defined by a partition wall parallel to the axial direction of the developing roller. A pair of communication passages that connect the developer conveyance path and the second developer conveyance path on both sides in the axial direction;
The developer transport spiral member includes a first developer transport spiral member disposed in the first developer transport path and a second developer transport spiral member disposed in the second developer transport path. ,
The first and second developer transport spiral members have a rotation shaft and a spiral blade fixed to the outer peripheral surface of the rotation shaft, and at least one of the first and second developer transport spiral members is An end blade provided on at least one end of the rotating shaft;
The end blade includes a spiral blade portion fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft, and a circumferential stirring plate portion fixed to the outer peripheral portion of the spiral blade portion,
Within the first and second developer transport paths, the first and second developer transport spiral members transport the developer in opposite directions, and circulate the developer between the first and second developer transport paths. is configured to,
The spiral blade portion gradually increases in diameter as it goes to the middle portion in the longitudinal direction of the rotating shaft,
The circumferential stirring plate portion has at least one plate material that is long in the direction of the rotation axis fixed to the outer peripheral portion of the spiral blade portion, and the radial width of the plate material gradually narrows toward the middle portion of the rotation shaft. A developing device is provided.
また、本発明の別の観点によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する前記現像装置と、該現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed, a charging device that charges the surface of the photosensitive drum, and an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum. An exposure device for forming an image, the developing device for supplying toner to an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum to form a toner image, a toner replenishing device for supplying toner to the developing device, and the photosensitive device An image forming apparatus is provided that includes a transfer device that transfers a toner image on the surface of a body drum to a recording medium, and a fixing device that fixes the toner image on the recording medium.
本発明の現像装置によれば、例えば、第1現像剤搬送螺旋部材の上流側に端部羽根が設けられた場合、第2現像剤搬送螺旋部材によって第2現像剤搬送路の下流側へ搬送されて堆積する現像剤は、第1現像剤搬送螺旋部材の回転する端部羽根の周方向撹拌羽根部によって第1現像剤搬送路内へ掻き込まれ、かつ螺旋羽根部によって下流側へ搬送される。
そのため、第2現像剤搬送路の最下流に搬送された現像剤が現像剤槽の下流側内壁面に押し付けられることによって受ける圧力を緩和しストレスを低減することができる。この結果、第2現像剤搬送路の下流側において、現像剤の流動性の低下を低減しながら現像剤を滞留させることなくスムーズに第1現像剤搬送路側へ移動させることができる。
第2現像剤搬送螺旋部材が上流側に端部羽根を有する場合も同様である。
According to the developing device of the present invention, for example, when the end blades are provided on the upstream side of the first developer transport spiral member, the second developer transport spiral member transports the downstream side of the second developer transport path. The developer thus deposited is scraped into the first developer transport path by the circumferential stirring blade portion of the rotating end blade of the first developer transport spiral member, and is transported downstream by the spiral blade portion. The
Therefore, the pressure received by the developer conveyed to the most downstream side of the second developer conveyance path being pressed against the inner wall surface on the downstream side of the developer tank can be relieved and the stress can be reduced. As a result, on the downstream side of the second developer conveyance path, the developer can be smoothly moved to the first developer conveyance path side without reducing the decrease in developer fluidity without causing the developer to stay.
The same applies to the case where the second developer conveying spiral member has an end blade on the upstream side.
また、第1現像剤搬送螺旋部材の下流側に端部羽根が設けられた場合、第1現像剤搬送螺旋部材によって第1現像剤搬送路の下流側へ搬送された現像剤には、端部羽根の螺旋羽根部による搬送方向の力に加えて、周方向攪拌板部による回転軸周方向への撹拌力が加わり、現像剤が第2現像剤搬送路側へ掻き出される。
そのため、第1現像剤搬送路の最下流に搬送された現像剤が現像剤槽の下流側内壁面に押し付けられることによって受ける圧力を緩和しストレスを低減することができる。この結果、第1現像剤搬送路の下流側において、現像剤の流動性の低下を低減しながら現像剤を滞留させることなくスムーズに第2現像剤搬送路側へ移動させることができる。
第2現像剤搬送螺旋部材が下流側に端部羽根を有する場合も同様である。
Further, in the case where the end blades are provided on the downstream side of the first developer transport spiral member, the developer transported to the downstream side of the first developer transport path by the first developer transport spiral member has an end portion. In addition to the force in the conveying direction by the spiral blade portion of the blade, the stirring force in the circumferential direction of the rotation axis by the circumferential stirring plate portion is applied, and the developer is scraped out to the second developer conveying path side.
Therefore, the pressure received by the developer conveyed to the most downstream side of the first developer conveying path being pressed against the inner wall surface on the downstream side of the developer tank can be relieved and the stress can be reduced. As a result, on the downstream side of the first developer conveyance path, the developer can be smoothly moved to the second developer conveyance path side without causing the developer to stay while reducing the decrease in the fluidity of the developer.
The same applies to the case where the second developer conveying spiral member has an end blade on the downstream side.
また、第1および第2現像剤搬送螺旋部材の両方が、回転軸の両端に端部羽根を有する場合は、現像剤の流動性の低下を低減しながら滞留させることなく、現像剤をスムーズに第1・第2現像剤搬送路内で循環搬送することができる。
よって、この現像剤を備えた画像形成装置によれば、現像剤を第1現像剤搬送路と第2現像剤搬送路の間でスムーズに循環させることができ、十分な量の現像剤が現像ローラを介して感光体ドラムに供給されるため、十分な画像濃度で記録媒体に画像を印刷することができる。
Further, when both the first and second developer transporting spiral members have end blades at both ends of the rotating shaft, the developer can be smoothly retained without being retained while reducing the decrease in the fluidity of the developer. It can be circulated and conveyed in the first and second developer conveying paths.
Therefore, according to the image forming apparatus provided with the developer, the developer can be smoothly circulated between the first developer transport path and the second developer transport path, and a sufficient amount of developer is developed. Since it is supplied to the photosensitive drum via a roller, it is possible to print an image on a recording medium with a sufficient image density.
本発明の現像装置は、前記のように現像剤槽と、トナー補給口と、現像ローラと、第1および第2現像剤搬送路と、第1および第2現像剤搬送螺旋部材とを備えた循環方式の現像装置であり、モノクロまたはフルカラーのコピー機、プリンター、ファクシミリ装置およびこれらの機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に装着される。
この現像装置において、第1および第2現像剤搬送螺旋部材は、回転軸と、該回転軸の外周面に取り付けられた螺旋羽根とを有する。
As described above, the developing device of the present invention includes the developer tank, the toner supply port, the developing roller, the first and second developer transport paths, and the first and second developer transport spiral members. It is a circulation type developing device, and is mounted on an electrophotographic image forming apparatus such as a monochrome or full-color copying machine, printer, facsimile machine, and a multifunction machine having these functions.
In this developing device, the first and second developer conveying spiral members have a rotation shaft and a spiral blade attached to the outer peripheral surface of the rotation shaft.
また、第1および第2現像剤搬送螺旋部材のうちの少なくとも一方は、回転軸の少なくとも一端に設けられた端部羽根をさらに有しており、現像剤の流動性をさらに低減できる観点から、端部羽根は第1および第2現像剤搬送螺旋部材の両方に設けられていることが好ましく、第1および第2現像剤搬送螺旋部材の回転軸の両端に端部羽根が設けられていることがさらに好ましい。
以下、単に「現像剤搬送螺旋部材」という場合は第1および第2現像剤搬送螺旋部材のうちの一方または両方を指し、単に「現像剤搬送路」という場合は第1および第2現像剤搬送路のうちの一方または両方を指すものとする。
In addition, at least one of the first and second developer conveying spiral members further includes an end blade provided at at least one end of the rotating shaft, and from the viewpoint of further reducing the fluidity of the developer, The end blades are preferably provided on both the first and second developer transport spiral members, and the end blades are provided at both ends of the rotation shafts of the first and second developer transport spiral members. Is more preferable.
Hereinafter, the term “developer conveying spiral member” simply refers to one or both of the first and second developer conveying spiral members, and the term “developer conveying path” simply refers to the first and second developer conveying members. It shall refer to one or both of the roads.
端部羽根は、回転軸の外周面に固定された螺旋羽根部と、螺旋羽根部の外周部に固定された周方向攪拌板部とを有してなる。
この端部羽根において、螺旋羽根部は、その直径、螺旋方向、螺旋羽根との連続性等について特に限定されない。
また、周方向攪拌板部は、回転軸方向に長い板材が螺旋羽根部の外周部に1枚以上固定されてなり、その板材の半径方向の幅、形状、枚数等について特に限定されない。
The end blade includes a spiral blade portion fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft and a circumferential stirring plate portion fixed to the outer peripheral portion of the spiral blade portion.
In this end blade, the spiral blade is not particularly limited in terms of its diameter, spiral direction, continuity with the spiral blade, and the like.
In the circumferential stirring plate portion, one or more plate members that are long in the rotation axis direction are fixed to the outer peripheral portion of the spiral blade portion, and the width, shape, number, etc. of the plate material in the radial direction are not particularly limited.
端部羽根の好ましい形態としては、螺旋羽根部は、回転軸の長手方向の中間部に向かうにつれて徐々に拡径しており、周方向攪拌板部は、回転軸方向に長い板材が螺旋羽根部の外周部に1枚以上固定されてなり、回転軸の中間部に向かうにつれて板材の半径方向の幅が徐々に狭くなっている形態が挙げられる。
このようにすれば、例えば、第1現像剤搬送螺旋部材の上流側に端部羽根が設けられた場合、周方向攪拌板部による現像剤の掻き込み量が下流側に向けて徐々に小さくなり、かつ螺旋羽根部による現像剤搬送能力が下流側に向けて徐々に大きくなるため、周方向攪拌板部により第1現像剤搬送路内に掻き込まれた現像剤がオーバーフローすることなく下流側に搬送される。この結果、過度な周方向攪拌を防止しながら現像剤の搬送効率を向上できる。
第2現像剤搬送螺旋部材が上流側に端部羽根を有する場合も同様である。
As a preferable form of the end blades, the spiral blade portion gradually increases in diameter toward the intermediate portion in the longitudinal direction of the rotation shaft, and the circumferential stirring plate portion has a long blade member in the rotation shaft direction. One or more sheets are fixed to the outer peripheral portion of the plate, and the radial width of the plate material is gradually narrowed toward the intermediate portion of the rotating shaft.
In this way, for example, when an end blade is provided on the upstream side of the first developer conveying spiral member, the amount of developer scraped by the circumferential stirring plate portion gradually decreases toward the downstream side. In addition, since the developer conveyance capability by the spiral blade portion gradually increases toward the downstream side, the developer scraped into the first developer conveyance path by the circumferential stirring plate portion does not overflow to the downstream side. Be transported. As a result, the developer conveyance efficiency can be improved while preventing excessive circumferential stirring.
The same applies to the case where the second developer conveying spiral member has an end blade on the upstream side.
また、第1現像剤搬送螺旋部材の下流側に端部羽根が設けられた場合、周方向攪拌板部による現像剤の掻き出し量が下流側に向けて徐々に大きくなり、かつ螺旋羽根部による現像剤搬送能力が下流側に向けて徐々に小さくなるため、第1現像剤搬送路の最下流に搬送された現像剤が現像剤槽の下流側内壁面に押し付けられることによって受ける圧力およびストレス(圧縮されながら摩擦されるせん断力)をより一層低減することができる。この結果、第1現像剤搬送路の下流側において、現像剤の流動性の低下をより一層低減することができる。
第2現像剤搬送螺旋部材が下流側に端部羽根を有する場合も同様である。
Further, when the end blades are provided on the downstream side of the first developer conveying spiral member, the amount of developer scraped by the circumferential stirring plate portion gradually increases toward the downstream side, and the development by the spiral blade portion is performed. Since the developer conveying capacity gradually decreases toward the downstream side, the pressure and stress (compression) received when the developer conveyed to the most downstream side of the first developer conveying path is pressed against the downstream inner wall surface of the developer tank. (Shearing force that is rubbed while being) can be further reduced. As a result, the decrease in developer fluidity can be further reduced on the downstream side of the first developer transport path.
The same applies to the case where the second developer conveying spiral member has an end blade on the downstream side.
本発明の現像装置において、現像剤槽は、第1および第2現像剤搬送路をそれぞれ構成する半円筒状内壁面を有していてもよい。
この場合、回転軸の軸心から周方向攪拌板部の半径方向の外端面までの距離が、一定であり、かつ回転軸の軸心から半円筒状内壁面までの距離に対して0.8〜0.95倍に設定されていることが好ましい。
このようにすれば、周方向攪拌板部の外端面と半円筒状内壁面との間に適度な間隔が形成されるため、周方向攪拌板部により付勢される現像剤と半円筒状内壁面との間で生じる摩擦による発熱を抑えつつ、効果的に現像剤を攪拌できる。
なお、0.8倍よりも小さいと、前記間隙が大きくなり過ぎて現像剤搬送効率が低下し、0.95倍よりも大きいと、前記間隙が小さくなり過ぎて摩擦による発熱が生じ易くなり、現像剤が劣化し易くなる。
In the developing device of the present invention, the developer tank may have semi-cylindrical inner walls that respectively constitute the first and second developer transport paths.
In this case, the distance from the axial center of the rotating shaft to the radially outer end surface of the circumferential stirring plate is constant, and 0.8 to 0.95 with respect to the distance from the rotating shaft axis to the semicylindrical inner wall surface It is preferable that the setting is doubled.
In this way, an appropriate space is formed between the outer end surface of the circumferential stirring plate portion and the semicylindrical inner wall surface, so that the developer urged by the circumferential stirring plate portion and the semicylindrical inner surface are formed. It is possible to effectively stir the developer while suppressing heat generation caused by friction with the wall surface.
If it is smaller than 0.8 times, the gap becomes too large and the developer transport efficiency is lowered.If it is larger than 0.95 times, the gap becomes too small and heat is easily generated due to friction, and the developer deteriorates. It becomes easy to do.
第1および第2現像剤搬送螺旋部材は、それらが現像剤を互いに逆方向に搬送できる方向にそれらの回転軸を回転させればよいが、第1および第2現像剤搬送螺旋部材が搬送方向上流側に端部羽根を有する場合、回転軸は、端部羽根が連通路から回転軸の下方へ向かうように回転することが好ましい。
このようにすれば、連通路の現像剤面の高さが低くても、現像剤を効率的に端部羽根側に容易に掻き込むことができ、搬送効率をより高めることができる。
The first and second developer conveying spiral members may rotate their rotation axes in a direction in which they can convey the developer in the opposite directions, but the first and second developer conveying spiral members are in the conveying direction. When it has an end blade | wing on the upstream side, it is preferable that a rotating shaft rotates so that an edge blade | wing may go to a downward direction of a rotating shaft from a communicating path.
In this way, even if the height of the developer surface of the communication path is low, the developer can be easily scraped efficiently to the end blade side, and the transport efficiency can be further increased.
また、現像剤槽は、第1および第2現像剤搬送路の最下流側に、現像剤の下流側への搬送方向に対して非垂直な曲面状または傾斜面状の内壁面を有していてもよい。
このようにすれば、第1および第2現像剤搬送路の最下流側に搬送された現像剤は曲面状または傾斜面状の内壁面に沿って緩やかに搬送方向を転換して連通路へ移動することができるため、現像剤にかかる圧力およびストレスをより一層低減することができ、特に、第1および第2現像剤搬送螺旋部材の下流側に端部羽根が設けられていない場合に好適である。
The developer tank has a curved or inclined inner wall surface that is non-perpendicular to the downstream conveyance direction of the developer on the most downstream side of the first and second developer conveyance paths. May be.
In this way, the developer transported to the most downstream side of the first and second developer transport paths gradually changes the transport direction along the curved or inclined inner wall surface and moves to the communication path. Therefore, it is possible to further reduce the pressure and stress applied to the developer, and it is particularly suitable when the end blade is not provided on the downstream side of the first and second developer transporting spiral members. is there.
以下、図面を参照しながら本発明に係る現像装置およびそれを備えた画像形成装置の実施形態を詳説する。 Hereinafter, embodiments of a developing device and an image forming apparatus including the developing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は本発明に係る現像装置(実施形態1)を備えた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
この画像形成装置100は、複数の現像装置2a〜2dがケーシング内に収容された現像装置収容部100Aと、定着装置12がケーシング内の現像装置収容部100Aの上方に収容された定着装置収容部100Bと、それらの間に設けられて定着装置12の熱が現像装置側に伝わらないように断熱するための隔壁30とを備え、外部から伝達される画像データに応じてシート状の記録媒体(記録用紙)に多色または単色の画像を形成することができるプリンターである。
なお、定着装置収容部100Bの横に位置する現像装置収容部100Aの上面は排紙トレイ15とされている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus including a developing device (Embodiment 1) according to the present invention.
The
The upper surface of the developing
本実施形態では、画像形成装置としてプリンターの場合を例示しているが、画像形成装置としては、外部から伝達される画像データおよび/またはスキャナによって原稿から読み取った画像データに応じても記録媒体に多色または単色の画像を形成することができるコピー機、ファクシミリ装置またはこれらの機能を備えた複合機であってもよい。 In this embodiment, a printer is exemplified as the image forming apparatus. However, the image forming apparatus can also be used as a recording medium according to image data transmitted from the outside and / or image data read from a document by a scanner. It may be a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine having these functions capable of forming a multicolor or single color image.
〔現像装置収容部〕
現像装置収容部100Aには、図1に示すように、4つの感光体ドラム3a、3b、3c、3dと、各感光体ドラム3a〜3dの表面を帯電させる4つの帯電器(帯電装置)5a、5b、5c、5dと、各感光体ドラム3a〜3dの表面に静電潜像を形成する露光ユニット(露光装置)1と、黒、シアン、マゼンタおよびイエローのトナーを個別に収容して各感光体ドラム3a〜3dの表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する4つの現像装置2a、2b、2c、2dと、現像および画像転写後の各感光体ドラム3a〜3dの表面に残存する残留トナーを除去するクリーナユニット4a、4b、4c、4dと、各現像装置2a〜2dに前記4色のトナーを個別に補給する4つのトナー補給装置22a、22b、22c、22dと、各感光体ドラム3a〜3dの表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット(転写装置)8と、中間転写ベルトクリーニングユニット9等が収容されている。
[Developing device container]
As shown in FIG. 1, the developing
さらに、現像装置収容部100Aは、その最下部に配置された複数の記録媒体を収容する給紙トレイ10と、一側面に配置されて不定形サイズの記録媒体がセットされる手差しトレイ20と、給紙トレイ10または手差しトレイ20から記録媒体を中間転写ベルトユニット(転写装置)8に搬送するためのシート搬送路S等を備えている。
なお、a〜dを有する符号で示された各部材において、aは黒画像形成用の部材、bはシアン画像形成用の部材、cはマゼンタ画像形成用の部材、dはイエロー画像形成用の部材である。
Further, the developing
In each of the members indicated by reference numerals having a to d, a is a member for forming a black image, b is a member for forming a cyan image, c is a member for forming a magenta image, and d is a member for forming a yellow image. It is a member.
すなわち、この画像形成装置100は、黒、シアン、マゼンタおよびイエローの色成分毎の画像データに基づいて、各感光体ドラム3a〜3dの表面に、黒トナー画像、シアントナー画像、マゼンタトナー画像およびイエロートナー画像が選択的に形成され、形成された各トナー画像が中間転写ベルトユニット8上で重ねられ、記録媒体上にカラー画像が形成されるように構成されている。
各色に対応する感光体ドラム3a〜3dは同じ構成であるため、それらの構成の説明では符号を3に統一し、これと同様に、現像装置は符号を2、帯電器は符号を5、クリーナユニットは符号を4、トナー補給装置は符号を22に統一して説明する。
That is, the
Since the photosensitive drums 3a to 3d corresponding to the respective colors have the same configuration, in the description of the configuration, the reference numeral is unified to 3. Similarly, the developing device has the
(感光体ドラムおよびその周辺部材)
感光体ドラム3は、導電性基体およびその表面に形成される感光層から構成され、帯電と露光による潜像形成を担う円筒状部材であり、光の照射によって導電性を示し、その表面に静電潜像とよばれる電気的な画像が形成される。
感光体ドラム3は、軸線回りに回転駆動が可能となるよう図示しない駆動手段により支持されている。
(Photosensitive drum and its peripheral members)
The
The
帯電器5としては、接触ローラ型、接触ブラシ型または非接触チャージャー型等の帯電器が用いられ、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させる。
露光ユニット1は、画像データに応じた光を、帯電器5と現像装置2との間を通過させて、帯電された感光体ドラム3の表面に照射して露光することにより、感光体ドラム3の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
本実施形態においては、露光ユニット1として、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)を使用した場合を例示しているが、発光素子をアレイ状に並べたEL(エレクトロルミネッセンス)またはLED書込みヘッドを用いることもできる。
As the charger 5, a charger such as a contact roller type, a contact brush type or a non-contact charger type is used, and the surface of the
The
In this embodiment, the case where a laser scanning unit (LSU) provided with a laser irradiation unit and a reflection mirror is used as the
(現像装置)
図2は図1で示した現像装置の概略拡大断面図であり、図3は図2のA−A線断面矢視図であり、図4は図2のB−B線断面矢視図である。なお、これらの図において、現像剤槽111内に収容されている現像剤は図示省略している。
(Developer)
2 is a schematic enlarged sectional view of the developing device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. is there. In these drawings, the developer accommodated in the
図2〜図4に示すように、現像装置2は、トナーとキャリアとを含む現像剤が収容される略直方容器形の現像剤槽111と、現像剤槽111内にトナーを補給するためのトナー補給口115aと、現像剤槽111内に設けられた現像ローラ114と、現像剤槽111内のトナーが補給される位置と現像ローラ114との間に設けられた第1および第2現像剤搬送路P、Qと、第1および第2現像剤搬送路P、Qの両端側に設けられてこれらを連通する第1および第2連通路a、bと、第1および第2現像剤搬送路P、Q内に回転可能に設けられた第1および第2現像剤搬送螺旋部材112、113と、ドクターブレード116と、トナー濃度検知センサ(透磁率センサ)119とを備え、現像ローラ114によって感光体ドラム3の表面にトナーを供給して、感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像を顕像化する(現像する)装置である。
As shown in FIGS. 2 to 4, the developing
現像剤槽111の内部は、現像ローラ114の軸心方向と平行な仕切り板117によって2つの部屋に区画されており、2つの部屋のうちのトナー補給口115a側が第1現像剤搬送路Pであり、現像ローラ114側が第2現像剤搬送路Qである。さらに、第1現像剤搬送路Pと第2現像剤搬送路Qとは前記軸心方向の両側の第1連通路aと第2連通路bによって連通している。よって、第1および第2現像剤搬送路P、Qと第1および第2連通路a、bが1つの環状現像剤搬送路となっている。
また、現像剤槽111は、第1および第2現像剤搬送路P、Qをそれぞれ構成する半円筒状内壁面111a、111bを有している。
The interior of the
The
また、現像剤槽111は、その上壁を構成する取り外し可能な現像剤槽カバー115を有している。この現像剤槽カバー115には、第1現像剤搬送路Pにおける現像剤搬送方向(矢印X方向)の上流側に未使用のトナーを補給するためのトナー補給口115aが形成されている。
また、現像剤槽111は、第2現像剤搬送路Q側の側壁と現像剤槽カバー115の下端縁との間に開口部を有しており、その開口部の位置に現像ローラ114が回転可能にかつ感光体ドラム3との間に所定の現像ニップ部Nをもって配置されている。
Further, the
The
現像ローラ114は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像剤槽111内の現像剤をその表面に担持してトナーを感光体ドラム3に供給するものであり、図示しない電源から現像バイアス電圧が印加されることにより、現像ローラ114の表面の現像剤から感光体ドラム3の表面の静電潜像へトナーが供給される。
ドクターブレード116は、現像ローラ114の軸線方向に平行に延びる長方形の板状部材であって、その下端116bは現像剤槽111の開口部の下端縁に固定され、かつその上端116aは現像ローラ114の表面に対して所定の間隙をもって離間している。ドクターブレード116の材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、合成樹脂等が挙げられる。
The developing
The
《第1現像剤搬送螺旋部材》
第1現像剤搬送螺旋部材112は、第1現像剤搬送路P内に平行かつ回転可能に設けられた第1回転軸112bと、第1回転軸112bの外周面に固定された螺旋羽根112aと、螺旋羽根112aの現像剤搬送方向の上流側の第1回転軸112b上に設けられた上流側端部羽根112dと、螺旋羽根112aの現像剤搬送方向の下流側の第1回転軸112b上に設けられた下流側端部羽根112eと、現像剤槽111の長手方向側の一側壁111cを貫通した第1回転軸112bの一端(本実施形態においては下流側)に設けられたギア112cとから構成されている。
<< First developer conveying spiral member >>
The first developer conveying
<上流側端部羽根>
図5は図3および図4で示した第1現像剤搬送螺旋部材112の上流側端部羽根112dの拡大図であり、図6は図5で示した上流側端部羽根112dの分解図であり、図7は図6で示した上流側端部羽根112dのE−E線矢視図であり、図8は図6で示した上流側端部羽根112dの斜視図であり、図9は図3のC−C線断面矢視図であり、図10は図3のD−D線断面矢視図である。
実施形態1において、上流側端部羽根112dは、回転軸112bの外周面に固定された螺旋羽根部112dbと、螺旋羽根部112dbの外周部に固定された周方向攪拌板部112daとを有してなり、第2連通路bを臨む位置に配置されている(図3参照)。
<Upstream end blade>
5 is an enlarged view of the
In the first embodiment, the
螺旋羽根部112dbは、回転軸112bの長手方向の中間部(下流側)に向かうにつれて徐々に拡径している。つまり、図6に示すように、回転軸112bの軸心から半径方向の螺旋羽根部112dbの外周部までの幅(外径)L2は、搬送方向下流側に向うにつれて連続的に大きくなっており、その幅L2の最大値は螺旋羽根112aの外径と同じである。
螺旋羽根部112dbは、螺旋羽根112aと同じ螺旋ピッチで、かつ同じ螺旋方向で、螺旋羽根112aの端部に連続的に繋がっている。
このように構成された螺旋羽根部112dbによれば、その現像剤搬送能力(主として軸方向の力)は下流側へ向うにつれて増大する。
The spiral blade portion 112db gradually increases in diameter toward the intermediate portion (downstream side) in the longitudinal direction of the
The spiral blade portion 112db is continuously connected to the end portion of the
According to the spiral blade portion 112db configured as described above, the developer conveying ability (mainly axial force) increases as it goes downstream.
<周方向攪拌板部>
周方向攪拌板部112daは、4枚の直角三角形板材112da1、112da2、112da3、112da4からなり、回転軸112bの長手方向の中間部に向かうにつれて各板材112da1〜112da4の半径方向の幅W1が徐々に狭くなるように、かつ回転軸112bの軸心から各板材112da1〜112da4の外端面までの距離L1が一定となるように、螺旋羽根112dbの外周部に固定されている。
このように構成された周方向攪拌板部112daにおいて、4枚の板材112da1〜112da4は、軸心方向から見て、中心角度90°で周方向に配置されている(図7参照)。
<Circumferential stirring plate>
Circumferential agitating plate portion 112da is composed of four right triangular plate 112Da1,112da2,112da3,112da4, the width W 1 in the radial direction of the plate material 112da1~112da4 is gradually as the longitudinal direction of towards the middle portion of the
In the circumferential stirring plate portion 112da configured in this way, the four plate materials 112da1 to 112da4 are arranged in the circumferential direction at a central angle of 90 ° when viewed from the axial direction (see FIG. 7).
また、図9に示すように、第1現像剤搬送路P内に第1現像剤搬送螺旋部材112が設置された状態において、回転軸112bの軸心から周方向攪拌板部112daの各板材112da1〜112da4の半径方向の外端面までの距離L2が、回転軸112bの軸心から第1現像剤搬送路Pの半円筒状内壁面111aまでの距離Lに対して0.8〜0.95倍、好ましくは0.9倍に設定されている。
また、図9に示すように、上流側端部羽根112dの各板材112da1〜112da4が、第2連通路bから回転軸112bの下方へ向かうように(矢印J方向に)回転する。
このように構成された周方向攪拌板部112daによれば、その周方向の撹拌力(主として回転方向の力)は下流側へ向うにつれて減少する。
Further, as shown in FIG. 9, in the state where the first developer
Further, as shown in FIG. 9, the plate members 112da1 to 112da4 of the
According to the circumferential stirring plate portion 112da configured in this way, the circumferential stirring force (mainly rotational force) decreases as it goes downstream.
したがって、上流側端部羽根112dによれば、周方向攪拌板部112daによる現像剤の掻き込み量は下流側に向けて徐々に小さくなると同時に、螺旋羽根部112dbによる現像剤搬送能力が下流側に向けて徐々に大きくなるため、周方向攪拌板部112daにより掻き込まれた現像剤がオーバーフローする(処理能力を超えた状態となる)ことなく搬送路下流側に搬送されるので、過度な現像剤の周方向攪拌を防止しつつ、回転軸方向の現像剤搬送効率を向上できる。
Therefore, according to the
実施形態1においては、現像剤搬送効率を向上する目的で、周方向攪拌板部112daの板材の形状を直角三角形としているが、直角三角形の長辺部分が階段状になった形状や長方形状であってもよい。
周方向攪拌板部112daの板材の数は特に限定されないが、板材は回転軸112bに2〜6枚の数で周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。なお、板材の数が6枚よりも多いと、隣り合う薄板の間に形成される隙間が狭くなり、その隙間を現像剤が通過し難くなる。一方、板材の数が2枚よりも少ないと、周方向の攪拌力(掻き込み力)が低下する。
また、周方向攪拌板部112daの板材は、回転軸112bの軸心を中心とする放射線上に配置されればよいが、放射線に対して周方向(回転方向または逆回転方向)に15°程度まで傾斜していてもよい。あるいは、周方向攪拌板部112daの板材は全体的に周方向に湾曲していてもよく、回転軸側の基端は放射線上に配置され、先端は周方向に15°程度まで傾斜していてもよい。
In the first embodiment, for the purpose of improving developer conveyance efficiency, the shape of the plate material of the circumferential stirring plate portion 112da is a right triangle, but the long side portion of the right triangle is a stepped shape or a rectangular shape. There may be.
The number of plate members of the circumferential stirring plate portion 112da is not particularly limited, but it is preferable that 2 to 6 plate members are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the
Further, the plate material of the circumferential stirring plate portion 112da may be disposed on the radiation centered on the axis of the
<下流側端部羽根>
図3に示すように、第1現像剤搬送螺旋部材112の下流側端部羽根112eは、第1連通路aを臨む位置に配置されており、上流側端部羽根112dと同様に螺旋羽根部112ebと周方向攪拌板部112eaとを有するが、それらの向きが上流側端部羽根112dの場合と逆向きである。
すなわち、螺旋羽根部112ebは、回転軸112bの長手方向の中間部(上流側)に向かうにつれて徐々に拡径している。また、周方向攪拌板部112daの各板材は、回転軸112bの長手方向の中間部に向かうにつれて各板材の半径方向の幅が徐々に狭くなるように、螺旋羽根112dbの外周部に固定されている。
下流側端部羽根112eにおいて、その他の構成は上流側端部羽根112dと同様である。
<Downstream end blade>
As shown in FIG. 3, the
That is, the diameter of the spiral blade portion 112eb gradually increases toward the middle portion (upstream side) of the
The other configuration of the
このように構成された下流側端部羽根112eによれば、螺旋羽根部112ebによる現像剤搬送能力が下流側に向けて徐々に小さくなると同時に、周方向攪拌板部112eaによる周方向の攪拌量が下流側に向けて徐々に大きくなる。
すなわち、下流側に向かうにつれて、現像剤槽111の一側壁111cへ移動して押圧される現像剤よりも、第1現像剤搬送路Pの半円筒状内壁面111aに沿って周方向に移動する現像剤の方が多くなるため、螺旋羽根部112ebにより搬送されてきた現像剤が、第1現像剤搬送路Pの下流側で圧縮されながらせん断力を受けることによって生じる加熱や磨耗を防止できる。
According to the
That is, as it goes downstream, it moves in the circumferential direction along the semi-cylindrical
《第2現像剤搬送螺旋部材》
第2現像剤搬送螺旋部材113は、第1現像剤搬送螺旋部材112と同じ構成のものであるが、その回転方向(矢印K方向)は、第1現像剤搬送螺旋部材112の回転方向(矢印J方向)と逆である。
また、第2現像剤搬送螺旋部材113において、螺旋羽根部113ebと周方向攪拌板部113eaを有する上流側端部羽根113eは第1現像剤搬送螺旋部材112の上流側端部羽根112dと同様の作用効果を奏し、螺旋羽根部113dbと周方向攪拌板部113daを有する下流側端部羽根113dは第1現像剤搬送螺旋部材112の下流側端部羽根112eと同様の作用効果を奏する。
<< Second developer conveying spiral member >>
The second developer
In the second developer conveying
<動作>
次に、図3、図9および図10を参照しながら第1および第2現像剤搬送螺旋部材112、113の動作について説明する。
第1現像剤搬送螺旋部材112は、ギア112cを介して図示しない駆動手段(例えば、モータ)により駆動され、螺旋羽根112aが矢印J方向(図2参照)に回転することにより、第1現像剤搬送路P内の現像剤gは矢印X方向に搬送される。
このとき、第1現像剤搬送路Pの下流側では、下流側端部羽根112eが矢印J方向に回転しており、最下流部に到達した現像剤gは、下流側端部羽根112eの周方向攪拌板部112eaにて周方向へ攪拌され、それに加えて順次下流側へ現像剤gが搬送されてくるため、第1連通路a側に押し出される。
<Operation>
Next, the operation of the first and second developer conveying
The first developer transporting
At this time, on the downstream side of the first developer transport path P, the
また、第2現像剤搬送螺旋部材113は、ギア113cを介して図示しない駆動手段(例えば、モータ)により駆動され、螺旋羽根113aが矢印K方向(図2参照)に回転することにより、第2現像剤搬送路Q内の現像剤gは矢印Y方向に搬送される。
このとき、第2現像剤搬送路Qの上流側では、上流側端部羽根113eが矢印K方向に回転しており、第1連通路a側に押し出された現像剤gは、上流側端部羽根113eの周方向攪拌板部113eaにて第2現像剤搬送路Q内に掻き込まれ、螺旋羽根部113ebにて下流側へ搬送される。
Further, the second developer conveying
At this time, on the upstream side of the second developer conveyance path Q, the
また、第2現像剤搬送路Qの下流側では、下流側端部羽根113dが矢印K方向に回転しており、最下流部に到達した現像剤gは、下流側端部羽根113dの周方向攪拌板部113daにて周方向へ攪拌され、それに加えて順次下流側へ現像剤gが搬送されてくるため、第2連通路b側に押し出される。
また、第1現像剤搬送路Pの上流側では、上流側端部羽根112dが矢印J方向に回転しており、第2連通路b側に押し出された現像剤gは、上流側端部羽根112dの周方向攪拌板部112daにて第1現像剤搬送路P内に掻き込まれ、螺旋羽根部112dbにて下流側へ搬送される。
このようにして、第1および第2現像剤搬送路P、Qの間で現像剤gが循環搬送される。
Further, on the downstream side of the second developer conveyance path Q, the
Further, on the upstream side of the first developer conveyance path P, the
In this manner, the developer g is circulated and transported between the first and second developer transport paths P and Q.
(トナー補給装置)
図11は実施形態1の現像装置におけるトナー補給装置を示す概略断面図であり、図12は図11のF−F線断面矢視図である。
図11と図12に示すように、トナー補給装置22は、トナー排出口123を有するトナー収容容器121と、トナー攪拌部材125と、トナー排出部材122とを備え、その内部に未使用のトナーが収容される。
トナー補給装置22は、現像剤槽111の上方に配置されており(図1参照)、そのトナー排出口123と、現像装置2のトナー補給口115a(図2参照)とが、トナー搬送パイプ102にて接続されている。
(Toner supply device)
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a toner replenishing device in the developing device of
As shown in FIGS. 11 and 12, the
The
トナー収容容器121は、内部空間を有するほぼ半円筒状の容器部材であり、半円筒状部分の周方向の横位置にトナー排出口123が配置されている。
トナー攪拌部材125はトナー収容容器121の半円筒状部分の略中央位置に回転可能に配置されており、トナー排出部材122はトナー排出口123の上方近傍位置に回転可能に配置されている。
トナー攪拌部材125は、回転軸125aを中心に回転する板状部材であり、回転軸125aから離間した両側先端には、可撓性を有する樹脂製(例えば、ポリエチレンテレフタレート)からなるシート状のトナー汲み上げ部材125bを有している。なお、回転軸125aは、トナー収容容器121の長手方向両側の側壁に回転可能に支持されており、その一端は前記側壁を貫通し、図示しない駆動手段の駆動ギアと噛合するギアがその一端に固定されている。
The
The
The
トナー攪拌部材125は、そのトナー汲み上げ部材125bがトナー排出口123に対して下方から上方へ向って回転することにより、トナー収容容器121内に収容されるトナーを攪拌しながら汲み上げてトナー排出部材122へ搬送する。このとき、トナー汲み上げ部材125bは、その可撓性によって、トナー収容容器121の内壁に沿って摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材122側に供給する。
なお、トナー排出部材122とトナー攪拌部材125との間には、トナー攪拌部材125によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材122の周辺に適量のトナーを保持できるように、隔壁124が設けられている。
The
A
トナー排出部材122は、トナー収容容器121の長手方向両側の側壁に両端が回転可能に支持された回転軸122bと、回転軸122bの外周面に固定された螺旋羽根122aと、トナー収容容器121の前記側壁を貫通した回転軸122bの一端に固定されたギア122cとで構成されている。
ギア122cは、図示しない駆動手段の駆動ギアと噛合している。
トナー収容容器121において、トナー排出口123は、螺旋羽根122aのギア122cとは反対側の一端側に配置されている。
トナー排出部材122が回転することにより、トナー排出部材122側に供給されたトナーは、螺旋羽根122aによってトナー排出口123側に向けて搬送され、トナー排出口123からトナー搬送パイプ102を介して現像剤槽111内へ供給される。
The
The
In the
As the
《現像装置の作動》
画像形成装置の現像工程においては、図2〜図4に示すように、現像装置2の現像ローラ114、第1現像剤搬送螺旋部材112、第2現像剤搬送螺旋部材113がそれぞれ矢印M、J、K方向に回転する。
このとき、第1現像剤搬送路P内の現像剤が第1現像剤搬送螺旋部材112によって矢印X方向に搬送されると共に、第2現像剤搬送路Q内の現像剤が第2現像剤搬送螺旋部材113によって矢印Y方向に搬送される。
これと同時に、第1現像剤搬送路P内の下流側の現像剤が第1連通路aを通って、第2現像剤搬送路Qへ送られると共に、第2現像剤搬送路Q内の下流側の現像剤が第2連通路bを通って、第1現像剤搬送路Pへ送られる。
このように、現像剤槽111内の現像剤は第1現像剤搬送路Pと第2現像剤搬送路Qの間で循環し、現像剤のトナーはキャリアとの摩擦により十分に帯電する。
<Operation of developing device>
In the developing process of the image forming apparatus, as shown in FIGS. 2 to 4, the developing
At this time, the developer in the first developer transport path P is transported in the arrow X direction by the first developer
At the same time, the developer on the downstream side in the first developer transport path P is sent to the second developer transport path Q through the first communication path a, and downstream in the second developer transport path Q. The developer on the side passes through the second communication path b and is sent to the first developer transport path P.
As described above, the developer in the
また、第2現像剤搬送路Q内を移動する現像剤の一部は現像ローラ114に供給される。
現像ローラ114に供給される現像剤は、ドクターブレード116によって現像ローラ114の外周面に均一な所定厚みの現像剤層となって感光体ドラム3へ送られ、現像剤層から一部のトナーが感光体ドラム3へ供給され、その後、トナー濃度が低下した現像剤が現像ローラ114から第2現像剤搬送路Q内の現像剤と混合する。
したがって、第2現像剤搬送路Q内の現像剤のトナー濃度は徐々に低下していく。
第2現像剤搬送路Q内の現像剤のトナー濃度は、トナー濃度検知センサ119によって検知されているため、トナー濃度が所定値以下となると、トナー補給装置22から第1現像剤搬送路P内の現像剤(内在現像剤)上に未使用のトナーが補給され、第1現像剤搬送螺旋部材112の回転によって補給トナーは内在現像剤中に混合され分散していく。
A part of the developer moving in the second developer transport path Q is supplied to the developing
The developer supplied to the developing
Therefore, the toner concentration of the developer in the second developer transport path Q gradually decreases.
Since the toner density of the developer in the second developer conveyance path Q is detected by the toner
(中間転写ベルトユニットおよび中間転写ベルトクリーニングユニット)
図1に示すように、各感光体ドラム3の上方に配置された中間転写ベルトユニット8は、中間転写ベルト7と、中間転写ベルト7を張架して矢印B方向に回転駆動させるための中間転写ローラ6a、6b、6c、6d(以下、符号を6に統一して説明する)、駆動ローラ71、従動ローラ72およびベルトテンション機構(図示省略)と、駆動ローラ71の横に近接して配置された転写ローラ11とを備える。
なお、各中間転写ローラ6は、ベルトテンション機構におけるローラ取付部に回転可能に支持されている。
(Intermediate transfer belt unit and intermediate transfer belt cleaning unit)
As shown in FIG. 1, an intermediate
Each intermediate transfer roller 6 is rotatably supported by a roller mounting portion in a belt tension mechanism.
さらに、中間転写ベルトユニット8の従動ローラ72側には中間転写ベルトクリーニングユニット9が配置されている。
中間転写ベルト7が各感光体ドラム3に接触するよう、駆動ローラ71と従動ローラ72は4つの感光体ドラム3のうちの両側の感光体ドラム3よりも外側に配置されている。
中間転写ベルト7は、厚さが例えば100〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、その外側の面上に、各感光体ドラム3に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されてカラートナー像(多色トナー像)が形成される。
各感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、中間転写ベルト7の内側の面に接触している各中間転写ローラ6によって行われる。
Further, an intermediate transfer
The driving roller 71 and the driven
The intermediate transfer belt 7 is formed endlessly using a film having a thickness of about 100 to 150 μm, for example, and the toner images of the respective color components formed on the respective
Transfer of the toner image from each
中間転写ローラ6は、直径が例えば8〜10mmの金属軸(例えばステンレス製)と、金属軸の外周面を覆う導電性の弾性材層によって覆われている。
この導電性の弾性材層の材料としては、例えば、カーボンブラックなどの導電剤を含むエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、発泡ウレタン等が挙げられる。
中間転写ローラ6の金属軸には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加され、これによって中間転写ローラ6は中間転写ベルト7に対して均一に高電圧を印加することができる。
本実施の形態では、転写電極として中間転写ローラ6を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
The intermediate transfer roller 6 is covered with a metal shaft (for example, made of stainless steel) having a diameter of, for example, 8 to 10 mm, and a conductive elastic material layer that covers the outer peripheral surface of the metal shaft.
Examples of the material of the conductive elastic material layer include ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) containing a conductive agent such as carbon black, urethane foam, and the like.
A high-voltage transfer bias (a high voltage having a polarity (+) opposite to the toner charging polarity (−)) is applied to the metal shaft of the intermediate transfer roller 6 in order to transfer the toner image. 6 can uniformly apply a high voltage to the intermediate transfer belt 7.
In the present embodiment, the intermediate transfer roller 6 is used as a transfer electrode, but a brush or the like can also be used.
中間転写ベルト7の外側の面上に積層されたトナー像は、中間転写ベルト7が回転することによって転写ローラ11の位置(転写部)に移動する。
一方、記録媒体もシート搬送路Sを通って転写部に搬送され、転写ローラ11によって記録媒体が中間転写ベルト7側へ押し付けられることにより、中間転写ベルト7上のトナー像が記録媒体上に転写される。
この場合、中間転写ベルト7と転写ローラ11とは所定ニップで互いに圧接されると共に、転写ローラ11にはトナー像を記録媒体に転写させるためのトナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧が印加される。
なお、中間転写ベルト7と転写ローラ11との前記ニップが定常的に得られるよう、転写ローラ11と駆動ローラ71の何れか一方は金属といった硬質材料から形成され、他方はゴムや発泡樹脂等の軟質材料から形成される。
The toner images stacked on the outer surface of the intermediate transfer belt 7 move to the position (transfer portion) of the transfer roller 11 as the intermediate transfer belt 7 rotates.
On the other hand, the recording medium is also conveyed through the sheet conveying path S to the transfer unit, and the recording medium is pressed toward the intermediate transfer belt 7 by the transfer roller 11, whereby the toner image on the intermediate transfer belt 7 is transferred onto the recording medium. Is done.
In this case, the intermediate transfer belt 7 and the transfer roller 11 are pressed against each other at a predetermined nip, and the transfer roller 11 has a polarity (+) opposite to the toner charging polarity (−) for transferring the toner image to the recording medium. ) Is applied.
In order to obtain the nip between the intermediate transfer belt 7 and the transfer roller 11 constantly, either the transfer roller 11 or the drive roller 71 is made of a hard material such as metal, and the other is made of rubber, foamed resin, or the like. Formed from a soft material.
中間転写ベルト7から記録媒体へ転写されずに中間転写ベルト7上に残存したトナーは、中間転写ベルト7上に新たなトナー像を積層する際にトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルトクリーニングユニット9によって除去され回収される。
中間転写ベルトクリーニングユニット9は、中間転写ベルト7に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードと、除去されたトナーを回収するトナー回収部とを備えている。なお、中間転写ベルト7におけるクリーニングブレードに接触している部分は、従動ローラ72にて支持されている。
The toner remaining on the intermediate transfer belt 7 without being transferred from the intermediate transfer belt 7 to the recording medium may cause toner color mixture when a new toner image is stacked on the intermediate transfer belt 7. It is removed and collected by the transfer
The intermediate transfer
(シート搬送路およびその周辺部材)
図1に示すように、シート搬送路Sは、給紙トレイ10および手差しトレイ20から後述する定着装置12を通って排紙トレイ15に通じており、その周辺には、ピックアップローラ16a、16b、搬送ローラ25a〜25f(以下、符号を25に統一して説明する場合がある)、レジストローラ14、転写ローラ11、定着装置12等が配置されている。
搬送ローラ25は、シートの搬送を促進および補助するための小型ローラであり、シート搬送路Sに沿って複数対設けられている。
ピックアップローラ16aは、給紙トレイ10の端部に備えられ、給紙トレイ10からシート状の記録媒体(記録用紙)を1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。
ピックアップローラ16bは、手差しトレイ20の近傍に備えられ、手差しトレイ20から記録媒体を1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。
レジストローラ14は、シート搬送路Sを搬送されている記録媒体を一旦保持し、中間転写ベルト7上のトナー像の先端と記録媒体の先端とを合わせるタイミングで、記録媒体を転写部に搬送するものである。
(Sheet conveyance path and its peripheral members)
As shown in FIG. 1, the sheet conveyance path S leads from the
The conveyance rollers 25 are small rollers for promoting and assisting conveyance of the sheet, and a plurality of pairs are provided along the sheet conveyance path S.
The
The
The registration roller 14 temporarily holds the recording medium conveyed in the sheet conveyance path S, and conveys the recording medium to the transfer unit at a timing when the leading edge of the toner image on the intermediate transfer belt 7 and the leading edge of the recording medium are aligned. Is.
〔定着装置収容部〕
図1に示すように、定着装置収容部100Bに収容された定着装置12は、トナー画像が転写された記録媒体を挟んで相互に逆方向に回転するヒートローラ81および加圧ローラ82と、搬送ローラ25bと、搬送(排紙)ローラ25cとを備えている。
ヒートローラ81は、所定の定着温度となるように図示しない制御部によって制御される。なお、この制御部は、図示しない温度検出器からの検出信号に基づいてヒートローラ81の温度を制御する。
定着温度に昇温したヒートローラ81と加圧ローラ82は、記録媒体に圧接してトナーを溶融することにより、記録媒体上にトナー画像を定着させる。
トナー像が定着された記録媒体は、搬送ローラ25b、25cによってシート搬送路Sの反転排紙経路に搬送され、反転された状態(トナー像を下側に向けた状態)で排紙トレイ15上に排出される。
[Fixing device housing]
As shown in FIG. 1, the fixing
The
The
The recording medium on which the toner image is fixed is transported to the reverse paper discharge path of the sheet transport path S by the
(実施形態2)
図13は本発明に係る現像装置の実施形態2を示す平断面図である。なお、図13において、図3中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態2の現像装置2Xが実施形態1と異なる点は、実施形態1における第1および第2現像剤搬送螺旋部材112、113の下流側端部羽根112e、113d(図3参照)が省略された点と、螺旋羽根112a、113aの下流側端部が現像剤槽111の長手方向側の両側壁近傍まで延びている点である。
実施形態2のその他の構成は、実施形態1と同様である。
この現像装置2Xの場合、第1および第2現像剤搬送螺旋部材212、213は下流側端部羽根を有していないが、第1および第2現像剤搬送路P、Qの下流側に搬送された現像剤は上流側端部羽根113e、112dによって積極的に第2および第1現像剤搬送路Q、P内へ掻き込まれる。
したがって、第1および第2現像剤搬送路P、Qの最下流に現像剤が滞留し難くなり、最下流の現像剤にかかる圧力は低減される。
(Embodiment 2)
FIG. 13 is a plan sectional view showing a second embodiment of the developing device according to the present invention. In FIG. 13, the same elements as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
The difference between the developing
Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
In the case of the developing
Therefore, the developer hardly stays in the most downstream of the first and second developer transport paths P and Q, and the pressure applied to the most downstream developer is reduced.
(実施形態3)
図14は本発明に係る現像装置の実施形態3を示す平断面図である。なお、図14において、図13中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態3の現像装置2Yは実施形態2と類似しているが、第1および第2現像剤搬送螺旋部材312、313の上流側端部羽根312d、313eの形状が異なり、その他の構成は実施形態2と同様である。
第1現像剤搬送螺旋部材312において、上流側端部羽根312dは、第2連通路bに臨む位置に配置されており、次の螺旋羽根部312dbおよび周方向攪拌板部312daを有している。
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a plan sectional
The developing
In the first developer conveying
螺旋羽根部312dbは、螺旋羽根112aと同じ一定径、螺旋ピッチおよび螺旋方向を有し、かつ螺旋羽根112aと連続するを有している。
周方向攪拌板部312daは、4枚の長方形板材からなり、螺旋羽根部312dbの外周部に周方向に等間隔で固定されている。
この場合も、回転軸112bの軸心から周方向攪拌板部312daの半径方向の外端面までの距離は、一定であり、かつ回転軸112bの軸心から現像剤槽111の半円筒状内壁面までの距離に対して0.8〜0.95倍に設定されている。
The spiral blade portion 312db has the same constant diameter, spiral pitch, and spiral direction as the
The circumferential stirring plate portion 312da is made of four rectangular plates, and is fixed to the outer peripheral portion of the spiral blade portion 312db at equal intervals in the circumferential direction.
Also in this case, the distance from the axial center of the
第2現像剤搬送螺旋部材313の上流側端部羽根313eは、第1現像剤搬送螺旋部材312の上流側端部羽根312dと同様の螺旋羽根部313ebおよび周方向攪拌板部313eaを有している。
実施形態3の場合、実施形態2の作用効果に加えて、周方向攪拌板部312da、313ebの外径は一定であるため、第2および第1現像剤搬送路Q、P内に掻き込んだ現像剤の下流側への搬送効率をアップできる効果が得られる。
The
In the case of the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, since the outer diameters of the circumferential stirring plate portions 312da and 313eb are constant, they are scraped into the second and first developer transport paths Q and P. An effect of improving the conveyance efficiency of the developer to the downstream side can be obtained.
(実施形態4)
図15は本発明に係る現像装置の実施形態4を示す平断面図である。なお、図15において、図13中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態4の現像装置2Zは実施形態2と類似しているが、第1および第2現像剤搬送路P、Qの最下流側の形状が異なり、その他の構成は実施形態2と同様である。
実施形態4の現像剤槽411は、第1および第2現像剤搬送路P、Qの最下流側に、現像剤の下流側への搬送方向(矢印X、Y方向)に対して非垂直な曲面状の内壁面411g、411hを有している。
(Embodiment 4)
FIG. 15 is a plan sectional view showing Embodiment 4 of the developing apparatus according to the present invention. In FIG. 15, the same elements as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals.
The developing
The
さらに詳しく説明すると、現像剤槽411は、長手方向の両側壁411c、411dと、短手方向の両側壁411e、411fとを有し、第1現像剤搬送路Pの最下流側の内壁面411gは側壁411eと側壁411cの間に設けられ、第2現像剤搬送路Qの最下流側の内壁面411hは側壁411fと側壁411dの間に設けられている。
これらの曲面状内壁面411g、411hは、第1および第2現像剤搬送路P、Qの半円筒状内壁面と段差無く連続的に繋がっている。
なお、内壁面411g、411hは、フラットな傾斜面状でもよい。
More specifically, the
These curved inner wall surfaces 411g and 411h are continuously connected to the semicylindrical inner wall surfaces of the first and second developer transport paths P and Q without any step.
The inner wall surfaces 411g and 411h may be flat inclined surfaces.
この現像装置2Zの場合、実施形態2の作用効果に加えて、第1および第2現像剤搬送路P、Qの下流側に搬送された現像剤は、滞留することなく曲面状内壁面411g、411hに沿って第1および第2連通路a、bの方へ移動できるため、最下流の現像剤にかかる圧力をより一層低減できる効果が得られる。
In the case of the developing
1 露光装置
2(2a〜2d) 現像装置
3(3a〜3d) 感光体ドラム
4(4a〜4d) クリーニング装置
5(5a〜5d) 帯電装置
8 転写装置
12 定着装置
100 画像形成装置
111、411 現像剤槽
111a、111b、411g、411h 内壁面
112、212、312 第1現像剤搬送螺旋部材
113、213、313 第2現像剤搬送螺旋部材
114 現像ローラ
115a トナー補給口
117 仕切り壁
112d、113e、312d、313e 上流側端部羽根
112da、113ea、312da、313ea 周方向攪拌板部
112db、113db、312db、313eb 螺旋羽根部
112e、113d 下流側端部羽根
112ea、113ea 周方向攪拌板部
112eb、113eb 螺旋羽根部
P 第1現像剤搬送路
Q 第2現像剤搬送路
a 第1連通路
b 第2連通路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
トナーとキャリアとを含む現像剤が収容される現像剤槽と、該現像剤槽内にトナーを補給するためのトナー補給口と、前記現像剤槽内に設けられ現像剤を担持した状態で回転しながら静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを供給するための現像ローラと、前記現像剤槽内のトナーが補給される位置と前記現像ローラとの間に設けられた現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に回転可能に設けられて現像剤搬送路内の現像剤を前記現像ローラへ搬送する現像剤搬送螺旋部材とを備え、
前記現像剤搬送路は、前記現像ローラの軸心方向と平行な仕切り壁によって区画された前記トナー補給口側の第1現像剤搬送路と現像ローラ側の第2現像剤搬送路、および第1現像剤搬送路と第2現像剤搬送路とを前記軸心方向の両側で連通させる一対の連通路を有してなり、
前記現像剤搬送螺旋部材は、第1現像剤搬送路内に配置された第1現像剤搬送螺旋部材と、第2現像剤搬送路内に配置された第2現像剤搬送螺旋部材とを有し、
第1および第2現像剤搬送螺旋部材は、回転軸と、該回転軸の外周面に固定された螺旋羽根とを有すると共に、第1および第2現像剤搬送螺旋部材のうちの少なくとも一方は、前記回転軸の少なくとも一端に設けられた端部羽根をさらに有し、
前記端部羽根は、前記回転軸の外周面に固定された螺旋羽根部と、該螺旋羽根部の外周部に固定された周方向攪拌板部とを有してなり、
第1および第2現像剤搬送路内で第1および第2現像剤搬送螺旋部材によって現像剤を相互に逆方向に搬送し、かつ現像剤を第1および第2現像剤搬送路の間で循環させるように構成され、
前記螺旋羽根部は、前記回転軸の長手方向の中間部に向かうにつれて徐々に拡径しており、
前記周方向攪拌板部は、回転軸方向に長い板材が螺旋羽根部の外周部に1枚以上固定されてなり、前記回転軸の中間部に向かうにつれて前記板材の半径方向の幅が徐々に狭くなっていることを特徴とする現像装置。 A developing device mounted on an electrophotographic image forming apparatus having a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed,
A developer tank containing a developer containing toner and a carrier, a toner replenishing port for replenishing toner in the developer tank, and a developer tank provided in the developer tank and rotating in a state of carrying the developer. A developing roller for supplying toner to the surface of the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed, and a development provided between the developing roller and a position in the developer tank where the toner is supplied. A developer transport path, and a developer transport spiral member that is rotatably provided in the developer transport path and transports the developer in the developer transport path to the developing roller,
The developer conveying path includes a first developer conveying path on the toner supply port side, a second developer conveying path on the developing roller side, and a first developer defined by a partition wall parallel to the axial direction of the developing roller. A pair of communication passages that connect the developer conveyance path and the second developer conveyance path on both sides in the axial direction;
The developer transport spiral member includes a first developer transport spiral member disposed in the first developer transport path and a second developer transport spiral member disposed in the second developer transport path. ,
The first and second developer transport spiral members have a rotation shaft and a spiral blade fixed to the outer peripheral surface of the rotation shaft, and at least one of the first and second developer transport spiral members is An end blade provided on at least one end of the rotating shaft;
The end blade includes a spiral blade portion fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft, and a circumferential stirring plate portion fixed to the outer peripheral portion of the spiral blade portion,
Within the first and second developer transport paths, the first and second developer transport spiral members transport the developer in opposite directions, and circulate the developer between the first and second developer transport paths. is configured to,
The spiral blade portion gradually increases in diameter as it goes to the middle portion in the longitudinal direction of the rotating shaft,
The circumferential stirring plate portion has at least one plate material that is long in the direction of the rotation axis fixed to the outer peripheral portion of the spiral blade portion, and the radial width of the plate material gradually narrows toward the middle portion of the rotation shaft. developing apparatus is characterized in that it it.
前記回転軸の軸心から前記周方向攪拌板部の半径方向の外端面までの距離が、一定であり、かつ前記回転軸の軸心から前記半円筒状内壁面までの距離に対して0.8〜0.95倍に設
定されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の現像装置。 The developer tank has semi-cylindrical inner wall surfaces that respectively constitute the first and second developer transport paths,
The distance from the axial center of the rotating shaft to the radially outer end surface of the circumferential stirring plate portion is constant, and 0.8 to the distance from the rotating shaft axis to the semi-cylindrical inner wall surface the developing device according to any one of claims 1-3 that is set to 0.95 times.
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